Министерство образования и науки Российской федерации Федеральное Государственное автономное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого президента России Б. Н. Ельцина» Институт материаловедения и металлургии Кафедра «Материаловедение в строительстве»
Железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания №12
Расчётно-графическая работа ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Руководитель К.Т.Н., доц. _________________ Беляков В.А. Студент Гр. Мт-331601 _________________ Баранова А.Ю.
Екатеринбург 2015 |
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 ОБЩИЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 6
2 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 7
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ И ПРЕДЕЛЬНЫХ НАГРУЗОК НА ОТДЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И НА КАРКАС ЗДАНИЯ 8
Таблица 3.1 – Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия 9
Вид нагрузки 9
Нормативная нагрузка, Н/м2 9
Коэффициент по нагрузке 9
Расчетная нагрузка, Н/м2 9
Постоянная: 9
– собственный вес ребристой плиты 9
– слой цементно-песчаного раствора, толщиной 20 мм, плотностью 2200 кг/м3 9
– керамическая плитка толщиной 10 мм, плотностью 1800 кг/м3 9
– перегородки 9
1916,7 9
440 9
180 9
1440 9
1,1 9
1,3 9
1,3 9
1,2 9
2108,4 9
572 9
234 9
1680 9
Итого 9
Временная 9
В том числе: 9
– длительная 9
– кратковременная 9
3976,7 9
9000 9
3000 9
6000 9
– 9
1,1 9
1,1 9
1,1 9
4594,4 9
9900 9
3300 9
6600 9
Полная нагрузка 9
12976,7 9
– 9
14494,4 9
4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 11
4.1 Предварительный выбор основных конструктивных размеров и материалов для плиты перекрытия, формование поперечного сечения плиты перекрытия пригодного для проведения расчетов 11
4.2 Подбор продольной арматуры, проверка прочности нормального сечения, М = 90,49 кН·м 12
4.3 3адание величины предварительного напряжения продольной арматуры, определение потерь предварительного напряжения 14
4.3.1 Геометрические характеристики приведенного сечения 14
4.4 Длина зоны передачи предварительного напряжения на бетон для арматуры 17
4.5 Подбор поперечной арматуры, проверка прочности наклонного сечения, Q = 66,29 кН 18
4.6 Расчет момента трещинообразования 19
4.7 Расчет прогиба плиты перекрытия 19
4.8 Расчет и конструирование монтажных петель 21
5. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ РИГЕЛЯ 22
5.1 Предварительный выбор основных конструктивных размеров и материалов для ригеля, формирование поперечного сечения ригеля, пригодного для проведения расчетов 22
5.2. Вычисление опорных моментов ригеля по грани колонны. 24
6. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ РИГЕЛЯ ПО СЕЧЕНИЯМ, НОРМАЛЬНЫМ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ. 26
6.1. Характеристики прочности бетона и арматуры. 26
6.2. Определение высоты сечения ригеля 26
7. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ РИГЕЛЯ ПО СЕЧЕНИЯМ, НАКЛОННЫМ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ. 28
7.1 расчет прочности по наклонному сечения 28
8 КОНСТРУИРОВАНИЕ АРМАТУРЫ РИГЕЛЯ. 30
9 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 32
9.1 Предварительный выбор основных конструктивных размеров и материалов для колонны, формирование поперечного сечения колонны, пригодного для проведения расчетов. 32
9.2 Определение изгибающих моментов колонны от расчетных нагрузок 33
10 РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ СРЕДНЕЙ КОЛОННЫ 35
10.1 Характеристика прочности бетона и арматуры. 35
10.2 Подбор сечений симметричной арматуры. 35
10.3. Конструирование арматуры колонны 38
11 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА 39
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 41
1 Общие данные для проектирования
Трёхэтажное каркасное здание с подвальным этажом имеет размеры в плане 24,0×18,0 м и сетку колонн 6×6м. Высота этажа 4,0 м. Жесткость здания обеспечивается железобетонными диафрагмами прочности. Стены подвала из бетонных блоков. Наружные стены здания – стеновые панели. Нормативное значение временной нагрузки 9000 Н/м2, в том числе кратковременной нагрузки 6200 Н/м2, коэффициент надежности по нагрузке 1,1, коэффициент надежности по назначению здания 1,0. Снеговая нагрузка по II району. Температурные условия нормальные, влажность воздуха от 40% до 60%.
Расчетное сопротивление грунта 0,24 МПа.
2 Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия
Ригели поперечных рам – трехпролетные по 6 метров, на опорах жестко соединены с крайним и средними колоннами. Плиты перекрытий, предварительно напряженные ребристые. Номинальные размеры плит 1500х6000 мм; связевые плиты размещают по рядам колонн; доборные пристенные плиты опирают на ригели и опорные стальные столики на крайних колоннах.
В продольном направлении жесткость здания обеспечивается вертикальными связями, устанавливаемые в одном среднем пролете по каждому ряду колонн. В поперечном направлении жесткость здания обеспечивается по рамно-связевой системе: ветровая нагрузка через перекрытия, работающие как горизонтальные жесткие диски, передается на связи и поперечные рамы.
3 Определение расчетных и предельных нагрузок на отдельные конструкции и на каркас здания
Расчетный пролет и нагрузки
Для установления расчетного пролета плиты предварительно задаются размеры ригеля: h = 50 см, b = 40 см.
При опирании на ригель поверху расчетный пролет
l0 = l – b/2 = 6 – 0,4/2 = 5,8 м.
Расчетная нагрузка на 1 м2, при ширине плиты 1,485 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания γn = 1,0:
постоянная
q =
кН/м;
полная
qполн =
кН/м;
временная
v =
кН/м.
Нормативная нагрузка на 1 м2:
постоянная
q =
кН/м;
полная
qполн =
кН/м;
В том числе постоянная и длительная:
qпост
=
кН/м;
Подсчет нагрузок на 1 м2 приведен в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка, Н/м2 |
Коэффициент по нагрузке |
Расчетная нагрузка, Н/м2 |
Постоянная: – собственный вес ребристой плиты – слой цементно-песчаного раствора, толщиной 20 мм, плотностью 2200 кг/м3 – керамическая плитка толщиной 10 мм, плотностью 1800 кг/м3 – перегородки |
1916,7
440
180
1440 |
1,1
1,3
1,3
1,2 |
2108,4
572
234
1680 |
Итого Временная В том числе: – длительная – кратковременная |
3976,7 9000
3000 6000 |
– 1,1
1,1 1,1 |
4594,4 9900
3300 6600 |
Полная нагрузка |
12976,7 |
– |
14494,4 |
Усилия от расчетных и нормативных нагрузок:
От расчетной нагрузки:
М
кН·м;
Q
=
кН.
От нормативной полной нагрузки:
М
=
кН·м;
Q
=
кН.
От нормативной постоянной и длительной нагрузки:
М
=
Н·м;
Q
=
кН.